Picoscope示波器學(xué)習(xí)筆記一

使用等效采樣模式必須滿足兩個(gè)前提條件：1、波形必須是重復(fù)的；2、必須能穩(wěn)定觸發(fā)。

圖7等效采樣

示波器大多時(shí)間工作在實(shí)時(shí)采樣模式，其采樣率跟帶寬一般沒有直接關(guān)系。

相對(duì)于實(shí)時(shí)采樣，等效采樣技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)字化轉(zhuǎn)換速率。比如當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率遠(yuǎn)高更進(jìn)于A/D最大采樣頻率時(shí)，或者從一個(gè)周期中所要采集的點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)超過A/D最大采樣頻率時(shí)，此時(shí)采用實(shí)時(shí)采樣不可能達(dá)到目的。如果被測(cè)信號(hào)是周期的，就可以用等效時(shí)間采樣來重構(gòu)波形或在一個(gè)周期內(nèi)達(dá)到想要的采集點(diǎn)數(shù)。

三、緩存深度

示波器的最大采樣率與最大緩存深度密切相關(guān)。緩存深度也指記錄長(zhǎng)度，即示波器一次性可采集的波形點(diǎn)數(shù)，單位是點(diǎn)（pts)。

示波器的存儲(chǔ)由兩方面來完成：1、觸發(fā)信號(hào)和延時(shí)的設(shè)定確定了示波器存儲(chǔ)的起點(diǎn)；2、示波器的存儲(chǔ)深度決定了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的終點(diǎn)

圖8緩存深度

在緩存深度一定的情況下，存儲(chǔ)速度越快，存儲(chǔ)時(shí)間就越短，它們之間是反比關(guān)系。存儲(chǔ)速度等效于采樣率，存儲(chǔ)時(shí)間等效于采樣時(shí)間，采樣時(shí)間由示波器的顯示窗口所代表的時(shí)間決定，所以

緩存深度＝采樣率×采樣時(shí)間

由此可見，提高示波器的緩存深度可以間接提高其采樣率：當(dāng)要捕獲較長(zhǎng)的波形時(shí)，由于存儲(chǔ)深度是固定的，所以只能降低采樣率，但這樣勢(shì)必造成波形質(zhì)量的下降；如果增大存儲(chǔ)深度，則可以使用更高的采樣率，以獲取不失真的波形。

如圖8，PicoScope3207B,Agilent2000X,TekTDS2000(如TDS2004C）的最高采樣率都能達(dá)到1GS/s或2GS/s，但是由于它們的緩存深度不一樣，在實(shí)際的測(cè)量中并不能達(dá)到最高的采樣率。如圖，當(dāng)時(shí)基為1ns/div時(shí)，屏上顯示1000divisions，根據(jù)公式可知，三種示波器都可以應(yīng)用最高采樣率進(jìn)行采樣。當(dāng)時(shí)基為1μs/div時(shí)，屏上顯示1000divisions，時(shí)

Agilent2000X的實(shí)際采樣率為：

緩存深度2.5KS/采樣時(shí)間（1μs/div×1000divisions)=2.5MS/s

TDS2000的實(shí)際采樣率為：

緩存深度2.5KS/采樣時(shí)間（1μs/div×1000divisions)=2.5MS/s

圖8存儲(chǔ)深度決定了實(shí)際采樣率的大小

四、分辨率

分辨率是數(shù)字示波器除帶寬、采樣率、記錄長(zhǎng)度之外的又一個(gè)重要指標(biāo)，其基礎(chǔ)是示波器采集系統(tǒng)中所使用的ADC的分辨率。較高的分辨率意味著示波器能夠更精細(xì)地顯示信號(hào)細(xì)節(jié)，從而可以進(jìn)行更加精確的測(cè)量。

傳統(tǒng)的數(shù)字存儲(chǔ)示波器只能提供8位分辨率（8位ADC），因此可以檢測(cè)到最多0.4％的信號(hào)變化（見表）。這意味著，他們不適合許多應(yīng)用范圍從監(jiān)測(cè)傳感器和傳感器（溫度，電流，壓力）到檢測(cè)噪音和振動(dòng)。高精度示波器需要超過8位分辨率。